¿Qué son los filtros ópticos?

Los filtros ópticos es un dispositivo que transmite selectivamente luz de diferentes longitudes de onda, generalmente un dispositivo de plástico o vidrio plano en el camino óptico, que está manchado o tiene un revestimiento de interferencia. Las propiedades ópticas de los filtros se describen completamente por su respuesta de frecuencia, que especifica que la amplitud y la fase de cada componente de frecuencia de la señal de entrada se modifican a través del filtro.

Los filtros ópticos transmiten selectivamente la luz en un rango de longitud de onda específico, es decir, diferentes colores mientras bloquean el resto de la onda. Por lo general, pueden bloquear longitudes de onda más largas y más cortas (paso de banda) solo a través de longitudes de onda largas (paso largo), longitudes de onda cortas (paso corto) o bandas de longitud de onda. La banda de paso puede ser más estrecha o más ancha; La transición entre los picos máximo y mínimo puede ser brusca o suave.

Se usan comúnmente en fotografía (donde ocasionalmente se usan filtros de efectos especiales y filtros de absorción), en muchos instrumentos ópticos y en la iluminación de escenarios en color. En astronomía, los filtros ópticos se utilizan para limitar la transmisión de luz en las bandas espectrales de interés y los filtros también se requieren en aplicaciones de fluorescencia como la microscopía de fluorescencia y la espectroscopía de fluorescencia.

Clasificación de filtros ópticos

Se puede hacer de varias maneras. El filtro es uno de ellos. Los filtros también pueden estar hechos de gas o solución. El filtro es un filtro común, según las características espectrales divididas en filtro de banda de paso y filtro de corte; El análisis espectral se divide en filtro de absorción y filtro de interferencia. Se utiliza principalmente como dispersión auxiliar, como en los espectrómetros de rejilla utilizados como separador de nivel espectral para eliminar la superposición espectral de orden inferior. El monocromador utiliza un filtro de interferencia para separar la luz en un rango de banda muy estrecho.

Filtro de absorción

Los filtros de absorción generalmente están hechos de vidrio con varios compuestos inorgánicos u orgánicos agregados. Estos compuestos absorben algunas longitudes de onda de luz y transmiten otras. También se pueden agregar compuestos a los plásticos (generalmente policarbonato o acrílico) para producir filtros de gel, que son más livianos y económicos que los filtros a base de vidrio.

Filtro dicroico (filtro de interferencia)

Los filtros dicroicos (también conocidos como filtros de "película delgada" "reflectantes" o de "interferencia") se pueden fabricar recubriendo un sustrato de vidrio con una serie de recubrimientos ópticos. Los filtros dicroicos suelen reflejar la porción de luz no deseada y transmiten el resto.

Los filtros dicroicos adoptan el principio de interferencia. Sus capas forman una serie continua de cavidades reflectantes que resuenan con la longitud de onda deseada. Cuando los picos y los valles se superponen, otras longitudes de onda se eliminan o reflejan destructivamente.

Los filtros dicroicos son particularmente adecuados para trabajos científicos precisos porque su rango de color preciso puede controlarse mediante el grosor y el orden del revestimiento. Suelen ser mucho más caros y delicados que los filtros de absorción. Se pueden usar en dispositivos como prismas dicroicos para cámaras para separar los haces de luz en componentes de diferentes colores.

El interferómetro de Fabry-Perot se basa en este principio. Utiliza dos espejos para crear un resonador. La longitud de onda a través de la cual pasa es un múltiplo de la frecuencia de resonancia de la cavidad. Otra variación es un cubo o fibra transparente cuyo extremo pulido forma un espejo sintonizado para resonar con una longitud de onda específica. Estos se usan comúnmente para separar canales en redes de telecomunicaciones usando WDM sobre fibras ópticas de larga distancia.

Filtro de paso de banda

Los filtros de paso de banda transmiten solo una banda de longitud de onda y bloquean las otras. El ancho del filtro se expresa como el rango de longitudes de onda que puede atravesar y puede ser desde mucho menos de angstroms hasta varios cientos de nanómetros. Este filtro se puede hacer combinando un filtro LP y un filtro SP.

Ejemplos de filtros de paso de banda son el filtro de Lyot y el interferómetro de Fabry-Perot. Los dos filtros también se pueden convertir en filtros sintonizables para que el usuario pueda seleccionar la longitud de onda central. Los filtros de paso de banda se utilizan a menudo en astronomía para facilitar a las personas la observación de líneas espectrales que tienen asociaciones.

Filtro de paso corto

Un filtro de paso corto (SP) es una interferencia óptica o un filtro de vidrio coloreado que atenúa longitudes de onda más largas y transmite (a través) longitudes de onda más cortas dentro del rango efectivo del espectro objetivo (generalmente las regiones ultravioleta y visible). En microscopía de fluorescencia, los filtros de paso corto se utilizan a menudo en espejos dicroicos y filtros de excitación.

Filtro de paso largo

Los filtros de paso largo (LP) son filtros de interferencia óptica o de vidrio coloreado que atenúan longitudes de onda más cortas y transmiten (a través) longitudes de onda más largas en el rango efectivo del espectro objetivo (ultravioleta, visible o infrarrojo). En microscopía de fluorescencia, los filtros de paso largo se utilizan a menudo en espejos cromáticos y filtros de bloqueo (emisión).

Los filtros se distinguen por bandas espectrales

Los filtros se dividen en:por la longitud de la distribución del espectro(es decir, la región del espectro):

filtro ultravioleta

Filtro de luz visible

Filtro infrarrojo cercano

filtro infrarrojo

Filtro infrarrojo lejano

El rango de longitud de onda espectral es el siguiente:

Filtros ultravioleta 180~400nm

Filtro de luz visible 400~700nm

Filtro infrarrojo cercano 700~3000nm

Filtro infrarrojo 3000nm~10um

El papel de los filtros en la imagen visual

1. Mejora el reconocimiento de color y la discriminación de objetos.

2. Mejore el contraste para ver mejor las características requeridas.

3. Mejore la resolución de la lente al acortar el rango de longitud de onda de las imágenes.

4, puede eliminar la luz brillante y los puntos calientes producidos por la superficie de alta reflexión

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